一種制備油包水乳狀液反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于新型乳狀液制備技術領域，特別是涉及一種制備油包水乳狀液反應器。
【背景技術】
[0002]油包水(W/0)乳狀液是由油、水和乳化劑混合形成的。體系的形態是水以小液滴的形式分散于油中。水相是內相或分散相，油是外相或分散介質。乳化劑的加入，可以大大降低油/水界面的張力，并在界面吸附形成界面膜，從而在一定程度上保證了乳狀液的穩定性。但是，從熱力學觀點來說，油包水乳狀液是不穩定體系，它的穩定性只是相對的、暫時的。油包水乳狀液的不穩定形式主要是水相液珠的沉降、聚集和凝并。使乳狀液盡可能穩定的根本途徑是在油、水界面上形成聚密膜，以大幅度降低界面張力，增加界面膜強度.防止水相液珠的聚并。通過合適的機械分散作用，可以保持高含水油包水乳狀液較長時間的穩定。
[0003]油包水乳液制備技術被廣泛用于科研、生產和日常生活中，例如，在油品，鉆井液，護膚品等的研究和生產中。在含油脂的護膚品中，“油包水”更有利于鎖水保濕，適合干燥的秋冬季節使用。
[0004]油包水的乳狀液制備一直存在著乳液穩定性差、乳液的顆粒分布寬和可控性差等問題。現有的乳化裝備通常采用常規攪拌反應釜，由于攪拌器的結構形式，適應不了油包水體系的乳化良好的要求，制備的乳狀液粒徑分布寬，產品不穩定。現有的均質機乳化設備，由于均質機剪切力太強，使得含水多的油包水乳狀液極易打碎，變成水包油乳液，得不到滿意的油包水乳液。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種制備油包水乳狀液反應器，具有操作方便、結構簡單，能有效制備寬范圍含水量的油包水乳液，克服常規乳化設備的有關缺點。
[0006]按照本發明所提供設計方案，所述的一種制備油包水乳狀液反應器，包括反應器的容器主體(1)、夾套(2)、主攪拌器(3)和多孔剪切攪拌器(4)，其特征在于:容器主體(I)與夾套(2)相連，主攪拌器(3)和多孔剪切攪拌器(4)設置在容器主體(I)內，主攪拌器軸(3.4)在多孔剪切攪拌器軸(4.5)內，兩者形成套軸，主攪拌器減速機(3.5)設在多孔剪切攪拌器減速機(4.5)上。
[0007]所述的容器主體(I)包括直筒體(1.1)、下封頭(1.2)、上封頭(1.3)、進液管(1.4)、人孔(1.5)和出料管(1.6)。直筒體(1.1)與下封頭(1.2)和上封頭(1.3)連接成整體，進液管
(1.4)和人孔(1.5)安裝在上封頭(1.2)上，出料管(1.6)安裝在下封頭(1.2)的底部。下封頭
(1.2)為標準橢圓形式。
[0008]所述的夾套(2)包括夾套筒體(2.1)、夾套封頭(2.2)、夾套下部管(2.3)和夾套上部管(2.4)。夾套筒體(2.1)和夾套封頭(2.2)連接成整體，它們與容器主體(I)連接。
[0009]所述的主攪拌器(3)包括下層攪拌槳(3.1)、中間攪拌槳(3.2)、上層攪拌槳(3.3)、主攪拌器軸(3.4)、主攪拌器減速機(3.5)和主攪拌器電機(3.6)。下層攪拌槳(3.1)、中間攪拌槳(3.2)和上層攪拌槳(3.3)與主攪拌器軸(3.4)相連，主攪拌器軸(3.4)與主攪拌器減速機(3.5)相連。下層攪拌槳(3.1)為四葉45°折槳，中間攪拌槳(3.2) 二葉45°折槳，兩者折向相同，上層攪拌槳(3.3)為二葉45°折槳，其折向與中間攪拌槳(3.2)的折向相反。
[0010]所述的多孔剪切攪拌器(4)包括軸套(4.1)、多孔槳葉(4.2)、攪拌框(4.3)、橫梁
(4.4)、多孔剪切攪拌器軸(4.5)、多孔剪切攪拌器減速機(4.6)和電機(4.7)。多孔槳葉
(4.2)安裝在攪拌框(4.3)上，橫梁(4.4)與攪拌框(4.3)和多孔剪切攪拌器軸(4.5)相連，多孔剪切攪拌器減速機(4.6)與多孔剪切攪拌器軸(4.5)相連，軸套(4.1)與主攪拌器軸(3.4)相連。
[0011]所述的多孔剪切攪拌器(4)沿容器主體(I)的內壁設置，其4層多孔槳葉(4.2)開有圓孔，圓孔的直徑在5?20mm，開孔率在20?50%。
[0012]本發明有益效果是主攪拌器和多孔剪切攪拌器以同心軸形式安裝，可以差異式旋轉速度運行。主攪拌旋轉使得物料產生流場，由于主攪拌器由三層不同斜槳角度的槳葉，物料在槳葉作用下產生流體動力，以斜槳角度流動，形成容器內流體不同方向的流動撞擊，達到全混流的效果；多孔剪切攪拌器以四層槳葉與主攪拌器的槳葉錯開安裝，主攪拌所推動的流體與多孔剪切攪拌器的槳葉形成對流撞擊，在多孔處獲得合適強度的剪切，使得油水混合液乳化優良，由于攪拌器的尺寸接近容器壁，以及槳葉數量多和面積大，確保主體混合優良；容器采用橢圓式封頭，物料流動性好，放料方便;本發明制備的油包水(W/0)乳液粒徑分布窄，尤其適合制備含水量寬范圍的油包水(W/0)乳液。
【附圖說明】
[0013]圖1為一種制備油包水乳狀液反應器結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]圖1所示為一種制備油包水乳狀液反應器結構示意圖，主要由容器主體1、夾套2、主攪拌器3和多孔剪切攪拌器4組成，其特征在于:容器主體I與夾套2相連，主攪拌器3和多孔剪切攪拌器4設置在容器主體I內，主攪拌器軸3.4在多孔剪切攪拌器軸4.4內，兩者形成套軸，主攪拌器減速機3.5設在多孔剪切攪拌器減速機4.6上。
[0015]所述的容器主體I包括直筒體1.1、下封頭1.2、上封頭1.3、進液管1.4、人孔1.5和出料管1.6。直筒體1.1與下封頭1.2和上封頭1.3連接成整體，進液管1.4和人孔1.5安裝在上封頭1.2上，出料管1.6安裝在下封頭1.2的底部。容器密閉，可抽真空操作，消除氣泡產生。油相物料的投料可在人孔I.5進行，水劑和乳化劑在進液管1.4進行，制備后的乳狀液成品通過出料管1.6放出。下封頭1.2為標準橢圓形式，使得乳液物料流動性好，放料方便。
[0016]所述的夾套2包括夾套筒體2.1、夾套封頭2.2、夾套下部管2.3和夾套上部管2.4。夾套筒體2.1和夾套封頭2.2連接成整體，它們與容器主體I連接。夾套可供乳狀液制備工藝所需的加熱或冷卻，加熱或冷卻介質可通過夾套下部管2.3和夾套上部管2.4進出，滿足工藝要求。
[0017]所述的主攪拌器3由下層攪拌槳3.1、中間攪拌槳3.2、上層攪拌槳3.3、主攪拌器軸3.4、主攪拌器減速機3.5和主攪拌器電機3.6組成。下層攪拌槳3.1、中間攪拌槳3.2和上層攪拌槳3.3與主攪拌器軸3.4相連，主攪拌器軸3.4與主攪拌器減速機3.5相連。下層攪拌槳3.1為四葉45°折槳，中間攪拌槳3.2二葉45°折槳，兩者折向相同，上層攪拌槳3.3為二葉45°折槳，其折向與中間攪拌槳3.2的折向相反。主攪拌旋轉使得物料產生流場，由于主攪拌器由三層不同斜槳角度的槳葉，物料在槳葉作用下產生流體動力，以斜槳角度流動，形成容器內流體不同方向的流動撞擊，達到全混流的效果。
[0018]所述的多孔剪切攪拌器4包括軸套4.1、多孔槳葉4.2、攪拌框4.3、橫梁4.4、多孔剪切攪拌器軸4.5、多孔剪切攪拌器減速機4.6和電機4.7。多孔槳葉4.2安裝在攪拌框4.3上，橫梁4.4與攪拌框4.3和多孔剪切攪拌器軸4.5相連，多孔剪切攪拌器減速機4.6與多孔剪切攪拌器軸4.5相連，軸套4.1與主攪拌器軸3.4相連。多孔剪切攪拌器以4層槳葉與主攪拌器的槳葉錯開安裝，主攪拌所推動的流體與多孔剪切攪拌器的槳葉形成對流撞擊，在多孔處獲得合適強度的剪切，使得油水混合液乳化優良。多孔剪切攪拌器4沿容器主體I的內壁設置，其4層多孔槳葉4.2開有圓孔，圓孔的直徑在5?20mm，開孔率在20?50%，由于攪拌器的尺寸接近容器壁，以及槳葉數量多和面積大，確保主體混合優良，孔直徑大小和數量(開孔率)可根據乳液含水量和剪切要求而定。
[0019]利用本發明的反應器進行5%質量分數的復配硅油和乳化劑與95%質量分數的水進行乳化，結果表明:在相同乳化劑和乳化配方下，利用本發明的反應器制得的乳狀液比常規反應釜和均質機設備制得的乳液顆粒粒徑分布窄、穩定性好、外觀好。
【主權項】
1.一種制備油包水乳狀液反應器，包括反應器的容器主體(I)、夾套(2)、主攪拌器(3)和多孔剪切攪拌器(4)，其特征在于:容器主體(I)與夾套(2)相連，主攪拌器(3)和多孔剪切攪拌器(4)設置在容器主體(I)內，主攪拌器軸(3.4)在多孔剪切攪拌器軸(4.5)內，兩者形成套軸，主攪拌器減速機(3.5)設在多孔剪切攪拌器減速機(4.6)上。2.根據權利要求1所述一種制備油包水乳狀液反應器，其特征在于:所述反應器的容器主體(I)連接的封頭(1.2)為標準橢圓形式。3.根據權利要求1所述一種制備油包水乳狀液反應器，其特征在于:所述的下層攪拌槳(3.1)為4葉45°折槳，中間攪拌槳(3.2)2葉45°折槳，兩者折向相同，上層攪拌槳(3.3)為2葉45°折槳，其折向與中間攪拌槳(3.2)的折向相反。4.據權利要求1所述一種制備油包水乳狀液反應器，其特征在于:所述的多孔剪切攪拌器(4)沿容器主體(I)的內壁設置，其4層多孔槳葉(4.2)開有圓孔，圓孔的直徑在5?20mm，開孔率在20?50 %。5.據權利要求1所述一種制備油包水乳狀液反應器，其特征在于:所述的主攪拌器 (3)包括下層攪拌槳(3.1)、中間攪拌槳(3.2)、上層攪拌槳(3.3)、主攪拌器軸(3.4)、主攪拌器減速機(3.5)和主攪拌器電機(3.6)，下層攪拌槳(3.1)、中間攪拌槳(3.2)和上層攪拌槳(3.3)與主攪拌器軸(3.4)相連，主攪拌器軸(3.4)與主攪拌器減速機(3.5)相連，并與多孔剪切攪拌器(4)的軸套(4.1)相連。6.據權利要求1所述一種制備油包水乳狀液反應器，其特征在于:所述的多孔剪切攪拌器(4)包括軸套(4.1)、多孔槳葉(4.2)、攪拌框(4.3)、橫梁(4.4)、多孔剪切攪拌器軸(4.5)、多孔剪切攪拌器減速機(4.6)和電機(4.7)，多孔槳葉(4.2)安裝在攪拌框(4.3)上，橫梁(4.4)與攪拌框(4.3)和多孔剪切攪拌器軸(4.5)相連，多孔剪切攪拌器減速機(4.6)與多孔剪切攪拌器軸(4.5)相連，軸套(4.1)與主攪拌器軸(3.4)相連。
【專利摘要】本發明屬于乳狀液制備技術領域，特別是涉及一種制備油包水乳狀液反應器；其特征是該反應器有容器主體、夾套、主攪拌器和多孔剪切攪拌器組成，主攪拌器和多孔剪切攪拌器以同心軸形式安裝，可以差異式旋轉速度運行。主攪拌旋轉使得物料產生流場，由于主攪拌器由三層不同斜槳角度的槳葉，物料在槳葉作用下產生流體動力，以斜槳角度流動，形成容器內流體不同方向的流動撞擊，達到全混流的效果；多孔剪切攪拌器以四層槳葉與主攪拌器的槳葉錯開安裝，流體間產生對流撞擊，在多孔處獲得合適強度的剪切，使得油水混合液乳化優良；本發明制備的油包水(W/O)乳液粒徑分布窄，尤其適合制備含水量寬范圍的油包水(W/O)乳液。
【IPC分類】B01F3/08, B01J19/18, B01F7/18
【公開號】CN105536673
【申請號】CN201510919932
【發明人】倪邦慶, 司騰飛, 祝春蘭, 范明明
【申請人】江南大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月14日